Тест Закон Ома для участка цепи по физике онлайн

Последний раз тест пройден более 24 часов назад.

Для учителя

1. Вопрос 1 из 10

   Георгом Омом было установлено, что:

   • С увеличением сопротивления сила тока возрастала.

   • При уменьшении напряжения сила тока уменьшалась

   • При увеличении напряжения сила тока уменьшалась

   • Сила тока не зависела от сопротивления

   Подсказка

   Правильный ответ

   Неправильный ответ

   В вопросе ошибка?

2. Вопрос 2 из 10

   Сопротивление цепи зависит от:

   • Ее длинны

   • Проводимости

   • Площади сечения

   • Все ответы верны

   Подсказка

   Правильный ответ

   Неправильный ответ

   В вопросе ошибка?

3. Вопрос 3 из 10

   Закон Ома для участка цепи справедлив для:

   • Цепей, в которых нет ЭДС

   • Цепей, в которых нет внутреннего сопротивления ЭДС

   • Любых цепей

   • Цепей переменного тока

   Подсказка

   Правильный ответ

   Неправильный ответ

   В вопросе ошибка?

4. Вопрос 4 из 10

   Закон Ома для участка цепи записывается:

   • $I = U \cdot R$

   • $I = \frac {R}{U}$

   • $U = \frac {I}{R}$

   • $I = \frac {U}{R}$

   Подсказка

   Правильный ответ

   Неправильный ответ

   В вопросе ошибка?

5. Вопрос 5 из 10

   Падением напряжения называют:

   • $U = I \cdot R$

   • Изменение напряжения в цепи

   • Равенство напряжения нулю

   • Нет верных ответов

   Подсказка

   Правильный ответ

   Неправильный ответ

   В вопросе ошибка?

6. Вопрос 6 из 10

   Для более простого запоминания и использования закона Ома придумали:

   • Мнемоническое правило

   • Ассоциативное правило

   • Треугольник Ома

   • Трапеция Ома

   Подсказка

   Правильный ответ

   Неправильный ответ

   В вопросе ошибка?

7. Вопрос 7 из 10

   Сопротивление проводника – 2 Ом.

   Сила тока – 1 А. Чем равно напряжение на участке цепи?

   • 0,5

   • 1

   • 2

   • 4

   Подсказка

   Правильный ответ

   Неправильный ответ

   В вопросе ошибка?

8. Вопрос 8 из 10

   Сила тока на участке цепи – 10 А. Падение напряжения – 200 В. Чему равно сопротивление проводника?

   • 0,05

   • 20

   • 100

   • 200

   Подсказка

   Правильный ответ

   Неправильный ответ

   В вопросе ошибка?

9. Вопрос 9 из 10

   Два резистора соединены параллельно, R1 = 10 Ом, R2 = 20 Ом. К участку цепи подведена разность потенциалов – 100 В. Чему равна сила тока на всем участке?

   • 0,1

   • 0,15

   • 10

   • 15

   Подсказка

   Правильный ответ

   Неправильный ответ

   В вопросе ошибка?

10. Вопрос 10 из 10

    Три резистора (R1 = 10 Ом, R2 = 30 Ом, R3 = 50 Ом) соединены последовательно.

    Разность потенциалов на этом участке – 150 В. Чему равна сила тока на каждом из резисторов?

    • 2; 2; 2

    • 3; 5; 7

    • 1, 67; 2; 3

    • 1,67; 1,67; 1,67

    Подсказка

    Правильный ответ

    Неправильный ответ

    В вопросе ошибка?

Доска почёта

Чтобы попасть сюда — пройдите тест.

• Ринат Баишев

  10/10

• Денис Иванов

  9/10

• Мария Кшевач

  7/10

Рейтинг теста

3.7

Средняя оценка: 3.7

Всего получено оценок: 387.

---

А какую оценку получите вы? Чтобы узнать — пройдите тест.

Правильное использование закона Ома

Добавлено 5 января 2021 в 21:20

Напоминания об использовании закона Ома

Одна из наиболее распространенных ошибок, которые делают начинающие студенты-электронщики при применении закона Ома, – это смешивание контекстов напряжения, тока и сопротивления. Другими словами, учащийся может ошибочно использовать значение I (ток) через один резистор и значение E (напряжение) на наборе соединенных между собой резисторов, полагая, что они приведут к сопротивлению этого одного резистора.

Как бы не так! Помните важное правило: переменные, используемые в формулах закона Ома, должны быть общими для одних и тех же двух точек в рассматриваемой цепи. Я не могу переоценить это правило. Это особенно важно в последовательно-параллельных комбинированных схемах, где соседние компоненты могут иметь разные значения, как для падения напряжения, так и для тока.

При использовании закона Ома для вычисления переменной, относящейся к отдельному компоненту, убедитесь, что напряжение, на которое вы ссылаетесь, относится только к этому единственному компоненту, а ток, на который вы ссылаетесь, проходит исключительно через этот единственный компонент, а сопротивление, на которое вы ссылаетесь, – исключительно для этого единственного компонента. Аналогичным образом, при вычислении переменной, относящейся к набору компонентов в цепи, убедитесь, что значения напряжения, тока и сопротивления относятся к этому полному набору компонентов!

Хороший способ запомнить это – обратить пристальное внимание на две точки, завершающие анализируемый компонент или набор компонентов, убедившись, что рассматриваемое напряжение находится между этими двумя точками, что рассматриваемый ток представляет собой поток электрического заряда от одной из этих точек до другой точки, что рассматриваемое сопротивление эквивалентно одному резистору между этими двумя точками, и что рассматриваемая мощность – это полная мощность, рассеиваемая всеми компонентами между этими двумя точками.

Примечания к «табличному» методу анализа цепей

«Табличный» метод, представленный как для последовательных, так и для параллельных цепей в этой главе, является хорошим способом сохранить контекст закона Ома правильным для любой конфигурации цепи. В таблице, подобной приведенной ниже, вам разрешено применять формулу закона Ома только для значений одного вертикального столбца одновременно:

Рисунок 1 – Таблица анализа последовательных и параллельных цепей

Получение значений по горизонтали по столбцам допускается в соответствии с принципами последовательных и параллельных цепей:

Рисунок 2 – Получение значений по горизонтали для последовательных цепей

\[E_{общ} = E_1 + E_2 + E_3\]

\[I_{общ} = I_1 = I_2 = I_3\]

\[R_{общ} = R_1 + R_2 + R_3\]

\[P_{общ} = P_1 + P_2 + P_3\]

Рисунок 3 – Получение значений по горизонтали для параллельных цепей

\[E_{общ} = E_1 = E_2 = E_3\]

\[I_{общ} = I_1 + I_2 + I_3\]

\[R_{общ} = { 1 \over \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3} }\]

\[P_{общ} = P_1 + P_2 + P_3\]

Этот «табличный» метод не только упрощает управление всеми соответствующими величинами, но также облегчает перекрестную проверку ответов, облегчая определение исходных неизвестных переменных другими способами или работая в обратном направлении для решения относительно определения изначально заданных значений исходя из полученных результатов. Например, если вы только что решили задачу для всех неизвестных напряжений, токов и сопротивлений в цепи, вы можете проверить свою работу, добавив строку внизу для расчета мощности на каждом резисторе, чтобы посмотреть, образуют ли в сумме все отдельные значения мощностей полную мощность. Если нет, значит, вы где-то ошиблись!

Хотя в этой технике «перекрестной проверки» вашей работы нет ничего нового, использование таблицы для упорядочивания всех данных для перекрестной проверки сводит путаницу к минимуму.

Резюме

• Применяйте закон Ома к вертикальным столбцам таблицы.
• Применяйте правила последовательных/параллельных цепей к горизонтальным строкам в таблице.
• Проверяйте свои расчеты, работая «в обратном направлении», чтобы попытаться прийти к первоначально заданным значениям (из ваших первых рассчитанных ответов), или решая задачу несколько раз с использованием более чем одного метода (из разных заданных значений).

Оригинал статьи:

• Correct use of Ohm’s Law

Теги

Для начинающихЗакон ОмаОбучениеПараллельная цепьПоследовательная цепьРассеиваемая мощностьСопротивлениеЭлектрический токЭлектрическое напряжение

Назад

Оглавление

Вперед

Напряжение

— Действительно ли закон Ома точен?

\$\начало группы\$

Допустим, у меня есть компонент с сопротивлением 100 Ом, и я подключил к его клеммам источник питания 12 В, используя:

1. тонкий провод
2. толстая проволока

Будет ли компонент в обоих случаях действительно потреблять (12 В/100 Ом) A?

Я бы предположил, что площадь поперечного сечения шириной x для двух цепей будет содержать разное количество электронов, поэтому можно ожидать, что больший ток будет потребляться при использовании более толстого провода.

• напряжение
• анализ цепи
• ток
• провод
• закон Ома

\$\конечная группа\$

10

\$\начало группы\$

Закон Ома гласит, что ток через сопротивление равен напряжению на нем, деленному на сопротивление.

Ключевым моментом является то, что в расчетах используется напряжение на сопротивлении, а не напряжение источника питания.

Таким образом, не имеет значения, какие провода вы используете для подключения к источнику питания, потому что вы будете измерять напряжение прямо на резисторе. С более тонким проводом это напряжение будет меньше, чем с более толстым проводом, потому что в проводах есть падение напряжения из-за их сопротивления и тока через них.

^{имитация этой схемы – Схема создана с помощью CircuitLab}

\$\конечная группа\$

8

\$\начало группы\$

Все модели неверны. Некоторые модели полезны.

Во-первых, вы должны рассчитать сопротивление проводов (толстых или тонких) и включить его в свою модель. При условии, что тонкий провод не слишком тонкий , модель, вероятно, теперь достаточно точна для большинства целей.

Если тонкий провод действительно очень тонкий или сделан из материала с высоким TCR (термическим коэффициентом удельного сопротивления), вы можете обнаружить, что ток, проходящий через него, нагревает провод достаточно (за счет джоулевого нагрева), чтобы изменить сопротивление провода, и вы должны учитывать этот эффект также в своей модели, чтобы точно предсказать ток через резистор 100 Ом.

Аналогично, резистор на 100 Ом также имеет ненулевое значение TCR, которое вы также можете учесть в своей модели.

Наконец, в зависимости от характера источника 12 В вам, возможно, придется учитывать влияние его внутреннего сопротивления, прежде чем вы получите достаточно точный прогноз тока. (Где «достаточно точно» полностью зависит от того, как вы планируете использовать предсказание модели тока)

\$\конечная группа\$

9

\$\начало группы\$

Закон Ома является моделью, то есть направлен на предсказание физической реальности с помощью математической формулы.

Как и все модели, действует только при определенных условиях.

Прежде всего, это применимо только к элементам цепи, которые квалифицируются как резисторы. Это не совсем объяснение. Это больше, что «резистор» — это то, что предназначено (или по своей природе следует) закону Ома при технических типичных токах и напряжениях.

Отклонения от закона Ома найти очень просто:

• Самонагрев . Часто говорят, что сопротивление изменяется с температурой, но на самом деле имеет место нелинейная характеристика ток-напряжение при нагреве потерями тока нельзя пренебречь. Практически это означает, что если ток увеличивается, мы в какой-то момент измеряем напряжение, которое отклоняется от ожидаемой линейной характеристики.

  Когда переходное поведение вступает в игру, фактическое поведение U, I может стать очень сложным для прогнозирования, поскольку оно зависит от тепловых свойств, включая форму провода и связь с его огибанием.

  Примечание. Даже если определить сопротивление при U/I при постоянной температуре, это не позволяет избежать эффекта. Самонагревание может происходить только внутри проводника, даже если поверхность поддерживается при той же температуре. Тем не менее, можно получить нелинейный отклик U/I. Это врожденная проблема. Он показывает, что вне «типичных» условий работы легко возникают отклонения от закона Ома. На самом деле часто целенаправленно работают с проводами и резисторами только в рабочих условиях, где выполняется закон Ома. Так что то, что что-то следует закону Ома, является не свойством устройства, а скорее следствием условий эксплуатации.

• Самоиндукция и поведение переменного тока: При достаточно высоких частотах проводник создает магнитное поле, которое влияет на протекание тока. Можно обнаружить, что провод всегда является индуктором, поэтому, по крайней мере, при работе от переменного тока, не следует закону Ома. Будет ли этот эффект незначительным, зависит от формы проводника и рабочей частоты.

  (Можно расширить закон Ома и работать с импедансами вместо сопротивлений, так что эту проблему можно «исправить». Но в строгом смысле закон Ома выполняется только в статических условиях)

• Полупроводниковые устройства (зависимые от напряжения резисторы, диоды, транзисторы и т. д. и т. д.) обычно не подчиняются закону Ома. Это, конечно, специально, устройства предназначены для этого. Однако обычные провода не показывают такого поведения.

• При крайне малых токах (подумайте об одиночных электронах) закон Ома бесполезен.

  Закон Ома действителен только тогда, когда огромное количество электронов ведет себя как непрерывный поток тока. При малом количестве электронов мы все еще можем определить «ток» (электронов в секунду), но физическая величина «сопротивление» не имеет реального смысла.

  Это потому, что закон Ома более или менее представляет собой трение, которое испытывают электроны, когда они движутся по проводнику. Они сталкиваются друг с другом и другими предметами в проводнике, что вызывает сопротивление. Таким образом, сопротивление является лишь средним эффектом, и закон Ома не может предсказать путь одного или нескольких электронов.

• Закон Ома нарушает теорию относительности .

  Это относится, например, к плазме, где электроны могут двигаться очень быстро, тогда закон Ома перестает действовать. (Ну, это не относится к примеру с проводом, а просто для демонстрации)

  Неудивительно, что закон Ома несовместим с теорией относительности. Он основан на нерелятивистском уравнении диффузии (законе Фикса) [1].

Итак, чтобы ответить на исходный вопрос:

Да, в зависимости от того, насколько тонкий провод, можно увидеть ток, отличный от 12 В / 100 Ом.

• Если провод маленький у вас самонагрев. (Это очень реалистичный случай)
• Если проволока действительно очень маленькая (думаю, порядка отдельных атомов), то, вероятно, мы увидим совсем другое поведение.
• ЕСЛИ проволока действительно горячая (а у нас электронно-ионная плазма), вероятно, наблюдается совсем другое поведение.

Последние два случая являются скорее теоретическим случаем, но суть в том, что за пределами типичных условий эксплуатации многое может (и происходит) произойти. И это зависит от материала и условий окружающей среды (температура, магнитное поле и т. д. и т. д.)

---

[1]: Это легко увидеть, если рассмотреть источник импульса. Поскольку уравнение диффузии дает в качестве отклика функцию Гаусса, это относительная величина. Гауссиана через бесконечно малые промежутки времени после импульса имеет отклик сколь угодно далеко от источника. Это противоречит тому, что информация может распространяться только со скоростью света. Закон Ома (и другие законы, основанные на уравнении диффузии) пренебрегают этим.

\$\конечная группа\$

6

\$\начало группы\$

Закон Ома является эмпирическим законом. Его не всегда соблюдают, если только вы не определяете «сопротивление» таким образом, чтобы создать круговой аргумент. Он очень строго соблюдается для металлических проводников при постоянной температуре, а также для полезных материалов и конструкций резисторов.

В упомянутом вами случае, если вы отрегулируете напряжение таким образом, чтобы напряжение на резисторе 100 Ом составляло ровно 12 В (компенсируя падение напряжения на подводящем проводе), то ток должен быть ровно 120 мА (насколько ваши 100 Ом резистор точен и стабилен и свободен от таких неидеальностей, как коэффициент напряжения).

Между прочим, коэффициент напряжения обычно не является фактором при более низких сопротивлениях и напряжениях, но он может иметь очень важное значение для высоковольтных резисторов. Это означает, что если вы откалибруете свой измеритель (который использует высоковольтный прецизионный резистор на входе) с входным напряжением 1 кВ, он может быть неточным с входным напряжением 5 кВ. Коэффициент напряжения не зависит от температурного коэффициента и связанных с ним изменений из-за собственного -обогрев. Говоря об этом…

---

Если вы замените идеальный резистор 100 Ом спиральным тонким проводом из чистой платины, намотанным на керамический каркас и заключенным в керамический корпус, вот так:

Если ток стабилизируется (поддерживая ровно 12 В на «резисторе»), вы увидите что-то вроде 65 мА (почти половина). Это связано с тем, что температура проволоки увеличится примерно на 230 °C, а вместе с ней и сопротивление платиновой проволоки.

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

Точно? Да, если вы оцениваете ВСЕ возможные потери:

1. внутреннее сопротивление источника питания

2. сопротивление соединения

3. сопротивление провода

Также изменение сопротивления любой части из-за любого изменения температуры.

Можешь разобраться, если я что-то пропустил.

Также вам необходимо определить «точный» — одна из причин, по которой доступны резисторы с различными допусками.

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

Действительно ли закон Ома точен?

Да, это так.

Вот что гласит закон Ома.

«При постоянной температуре ток, протекающий по проводнику, прямо пропорционален разности потенциалов, приложенной к его концам».

I α V

V/I = R

где R — постоянная, известная как сопротивление проводника при данной температуре.

\$\конечная группа\$

3

\$\начало группы\$

Закон Ома определяет сопротивление (которое, как и положение, инерция, температура или напряжение, не является неотъемлемым физическим объектом, но достаточно часто является достаточно стабильной абстракцией некоторого сложного ансамбля, работа с которым оказывается очень удобной). Как таковая, особенно в своей дифференциальной форме, она более точна, чем реальность. Там, где требуется надежная точность, специальные прецизионные резисторы могут обеспечить их в значительных диапазонах напряжения, температуры, рабочей частоты и других переменных.

\$\конечная группа\$

3

\$\начало группы\$

Действительно ли закон Ома точен?

Как уже говорилось в других ответах, да, это чрезвычайно точно при правильном использовании (так же, как, например, теория антенн чрезвычайно точна, если используется в правильном контексте, или калиброванный ртутный термометр чрезвычайно точен, если вы не пытаетесь использовать его для измерения температуры четырех молекул воды).

Есть еще один вопрос, который мы все здесь обходим стороной:

Верен ли закон Ома?

Получает ли закон Ома в некоторую физическую реальность о мире (на самом деле есть сопротивление (в сочетании с другими физическими эффектами, которые иногда пренебрежимо малы для данных целей и подчиняются своим собственным законам) или он (как было предложено) просто циклически определенная абстракция, которая достаточно хороша для предсказания поведения при некоторых условиях (=действительно точная)?

Это не научный вопрос: ваши схемы будут работать одинаково хорошо, независимо от вашей метафизики, если вы правильно применяете правильные теории, или одинаково плохо, если вы применяете их неправильно. Собираетесь ли вы быть научным реалистом или кем-то еще, здесь не по теме (хотя, вероятно, по теме на Philosophy.SE). Тем не менее, это фундаментальный вопрос, стоящий за любой (успешной) теорией: что обосновывает успех этой модели?

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Предположим, кто-то наблюдает, что 2,0 кубических сантиметра какой-то жидкости имеет массу 10,0 граммов, и хочет оценить, сколько будет весить кубический метр этой жидкости. Можно вычислить величину, обычно называемую плотностью, путем деления массы (10,0 граммов) на объем (8,0 кубических сантиметров) образца, а затем оценить массу определенного объема (1 000 000 кубических сантиметров) этой жидкости на умножив этот объем на расчетную плотность (1,25 грамма на кубический сантиметр), получим массу (1 250 000 грамм).

Если все части жидкости в обоих кубах имеют одинаковые характеристики, масса большого куба должна быть ровно в 125 000 раз больше массы маленького куба. Однако, если некоторые части жидкости в большом кубе сжаты больше, чем жидкость в маленьком кубе, масса жидкости, необходимая для заполнения большого куба, может быть больше, чем предполагалось.

Обратите внимание, что тот факт, что средняя плотность любой пробы жидкости равна общей массе массы, деленной на общий объем, будет сохраняться независимо от того, однородна ли жидкость, но знание средней плотности пробы будет наиболее полезным, когда Работа с однородными материалами.

Закон Ома эффективно определяет единицу, называемую «ом», которая описывает отношение между напряжением на чем-то и током, протекающим через это. Как и в случае с «плотностью», такая величина может быть чрезвычайно полезной в одних ситуациях и гораздо менее полезной в других. Закон Ома может с пользой предсказать, как будут вести себя вещи, если сопротивление остается относительно постоянным, и полезен в системах, которые ведут себя так, как если бы сопротивление было относительно постоянным, но имеет тенденцию быть менее полезным в системах, где кажущееся сопротивление сильно изменчиво.

\$\конечная группа\$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания и подтверждаете, что прочитали и поняли нашу политику конфиденциальности и кодекс поведения.

Правильное использование закона Ома

Одной из наиболее распространенных ошибок, допускаемых начинающими студентами-электронщиками при применении законов Ома, является смешение контекстов напряжения, тока и сопротивления.

Другими словами, учащийся может ошибочно использовать значение I для одного резистора и значение E для набора соединенных между собой резисторов, думая, что он получит сопротивление этого одного резистора.

Не так! Помните это важное правило: переменные, используемые в уравнениях закона Ома, должны быть общими для одних и тех же двух точек в рассматриваемой цепи. Я не могу переоценить это правило. Это особенно важно в последовательно-параллельных комбинированных схемах, где соседние компоненты могут иметь разные значения как падения напряжения, так и тока.

При использовании закона Ома для расчета переменной, относящейся к одному компоненту, убедитесь, что напряжение, на которое вы ссылаетесь, относится только к этому единственному компоненту, а ток, на который вы ссылаетесь, проходит исключительно через этот единственный компонент и сопротивление, на которое вы ссылаетесь. предназначен исключительно для этого единственного компонента.

Аналогичным образом, при расчете переменной, относящейся к набору компонентов в цепи, убедитесь, что значения напряжения, тока и сопротивления относятся только к этому полному набору компонентов!

Надлежащая практика закона Ома

Хороший способ запомнить это — обратить пристальное внимание на две точки, ограничивающие анализируемый компонент или набор компонентов, убедившись, что рассматриваемое напряжение находится в этих двух точках, что ток речь идет о потоке электронов от одной из этих точек до другой точки, что рассматриваемое сопротивление является эквивалентом одного резистора между этими двумя точками, и что рассматриваемая мощность представляет собой общую мощность, рассеиваемую всеми компонентами. между этими двумя точками.

«Табличный» метод, представленный в этой главе как для последовательных, так и для параллельных цепей, является хорошим способом сохранить правильность контекста закона Ома для любой конфигурации цепей. В таблице, подобной той, что показана ниже, вам разрешено применять уравнение закона Ома только для значений одного вертикального столбца за раз:

Получение значений по горизонтали по столбцам допустимо в соответствии с принципами последовательного и параллельного цепи:

Серия Цепь

Параллельный контур

«Табличный» метод не только упрощает управление всеми соответствующими величинами, но также облегчает перекрестную проверку ответов, облегчая нахождение исходных неизвестных переменных с помощью других методов или путем работая в обратном направлении, чтобы найти первоначально заданные значения из ваших решений.

Например, если вы только что вычислили все неизвестные напряжения, токи и сопротивления в цепи, вы можете проверить свою работу, добавив строку внизу для расчета мощности на каждом резисторе, чтобы увидеть, все ли отдельные мощности значения складываются в общую мощность.